KR20120077591A - 사이드스캔 소나 영상정보를 이용한 실시간 해저면 분류를 통한 기뢰 식별 성능 향상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사이드스캔 소나 영상정보를 이용한 실시간 해저면 분류를 통한 기뢰 식별 성능 향상 방법에 관한 것이다.
본 발명은 사이드스캔 소나를 운용하여 수중 물체를 탐지하는 단계; 상기 수중 물체가 탐지된 지역이 해저면 지질 정보 보유지역이 아닌 경우 사이드스캔 소나로부터 획득되는 상기 지역의 해저면 영상의 특징 정보를 추출하는 단계; 상기 지역의 해저면 영상 밝기 정보를 이용해 상기 지역 해저면의 강도를 환산하는 단계; 상기 지역의 해저면 영상 밝기 변동성 정보를 이용해 상기 지역 해저면의 거칠기를 환산하는 단계; 상기 지역 해저면의 지질을 분류하는 단계; 상기 지역 해저면의 지질 정보를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 지질 정보를 고려하여 상기 수중 물체가 기뢰인지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 사이드스캔 소나 영상정보를 이용한 실시간 해저면 분류를 통한 기뢰 식별 성능 향상 방법을 포함한다.

Description

사이드스캔 소나 영상정보를 이용한 실시간 해저면 분류를 통한 기뢰 식별 성능 향상 방법{Method of improving mine hunting performance}
본 발명은 기뢰 식별 성능 향상 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사이드스캔 소나 영상정보를 이용한 실시간 해저면 분류를 통한 기뢰 식별 성능 향상 방법에 관한 것이다.
일반적으로 소해함(minesweeper)이라 함은 수중에 매설된 기뢰를 탐지하고 제거 폭파 또는 무해화하여 함선이 안전하게 항해할 수 있도록 하는 해군 군함을 말한다.
이때, 기뢰(mine)란 특정 모양의 관 속에 폭약 및 발화장치를 갖추고 수중에 부설되어 배를 폭파시키는 장치를 말하는데, 그 부설법에 따라 계류기뢰, 침저기뢰 등 여러 종류가 있다.
이러한 소해함은 기뢰탐지기로서 통상 사이드스캔 소나를 이용한다. 소해함은 사이드스캔 소나를 이용하여 획득되는 영상정보를 이용하여 수중의 기뢰를 탐지한다. 사이드스캔 소나를 이용하여 획득되는 피탐지물체의 영상정보를 미리 저장되는 기뢰 데이터베이스 정보와 대조하여 피탐지물체가 기뢰인지 여부를 식별한다.
그러나, 특히 침저기뢰와 같은 타입의 기뢰는 일부가 해저면에 매몰되는 경우가 있다. 기뢰의 일부가 해저면에 매몰되는 경우 해저면에 노출된 기뢰의 일부분만의 형상이 사이드스캔 소나에 의해 획득된다. 따라서 사이드스캔 소나에 의해 획득된 영상정보를 이용하여 피탐지물체가 기뢰인지를 식별하기 이전에, 사이드스캔 소나에 의해 획득된 영상정보가 피탐지물체의 온전한 형상에 대한 영상정보인지, 아니면 피탐지물체의 일부분에 대한 영상정보인지를 판단하는 절차가 필요하다. 이때, 피탐지물체가 해저면에 매몰되어 있는지 여부를 판단하는데 있어서 해당 해저면의 해저구성물질이나 매몰율과 같은 해저면의 지질정보는 중요한 요소가 된다. 따라서 소해함에는 작전 지역의 해저면에 대한 지질정보가 데이터베이스화되어 저장되며, 소해함 운용자는 이 지질정보를 이용하여 피탐지물체가 기뢰인지 여부를 판단함으로써 기뢰 탐지 및 식별 능력을 향상시킨다.
그러나, 해저면의 지질정보가 존재하지 않는 지역에서는 오로지 사이드스캔 소나에 의해 획득되는 영상정보만을 이용하여 피탐지물체가 기뢰인지 여부를 식별하여야 하는 문제점이 있다. 따라서, 종래에는 기뢰 식별 정확성이 떨어지고 기뢰 식별 시간이 오래 걸린다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사이드스캔 소나 영상정보를 이용하여 실시간으로 해저면의 지질정보를 추출하고 분류함으로써 기뢰 식별 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, ~를 제공한다.
본 발명에 의하면, 사이드스캔 소나 영상정보를 이용하여 실시간으로 해저면의 지질정보를 추출하고 분류함으로써 기뢰 식별 성능이 향상되어 기뢰 식별 정확성이 향상되고 기뢰 식별 시간이 단축되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드스캔 소나 영상정보를 이용한 실시간 해저면 분류를 통한 기뢰 식별 성능 향상 방법의 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드스캔 소나 영상정보를 이용한 실시간 해저면 분류를 통한 기뢰 식별 성능 향상 방법(이하 '기뢰 식별 성능 향상 방법'이라 함)의 순서도이다.
본 발명의 가장 큰 특징은 수중 물체가 탐지된 지역의 해저면의 지질 정보가 사전에 보유되지 않은 상태에서, 사이드스캔 소나에 의해 획득되는 해당 지역 해저면의 영상 정보를 이용하여 해당 지역 해저면의 지질 정보를 산출하고, 이 지질 정보를 고려하여 탐지된 수중 물체가 기뢰인지 여부를 판단하는데 있다. 이와 같은 동작이 가능하기 위한 본 발명에 따른 기뢰 식별 성능 향상 방법의 구성에 관하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기뢰 식별 성능 향상 방법은, 사이드스캔 소나를 운용하여 수중 물체를 탐지하는 단계와, 상기 수중 물체가 탐지된 지역이 해저면 지질 정보 보유지역이 아닌 경우 사이드스캔 소나로부터 획득되는 상기 지역의 해저면 영상의 특징 정보를 추출하는 단계와, 상기 지역의 해저면 영상의 밝기 정보를 이용해 상기 지역 해저면의 강도를 환산하는 단계와, 상기 지역의 해저면 영상의 밝기 변동성 정보를 이용해 상기 지역 해저면의 거칠기를 환산하는 단계와, 상기 지역 해저면의 지질을 분류하는 단계와, 상기 지역 해저면의 지질 정보를 산출하는 단계와, 상기 산출된 지질 정보를 고려하여 상기 수중 물체의 유사 기뢰 가능성을 판단하는 단계와, 운용자가 상기 가능성을 고려하여 상기 수중 물체가 기뢰인지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 기뢰 식별 성능 향상 방법에 이용되는 사이드스캔 소나는 종래에 사용되는 사이드스캔 소나가 이용될 수 있으며, 소해함과 같은 선박이나 잠수정에 설치되어 음파를 발사한 후 되돌아오는 음파를 수신하여 수중 물체 및 해저 지형을 탐지하여 이를 운용자에게 영상으로 표시한다.
사이드스캔 소나가 운용되면 사이드스캔 소나로부터 소정 거리 이내의 수중 물체의 형상 및 해저면의 지형이 영상으로 획득된다.
사이드스캔 소나에 의해 획득되는 영상을 이용하여 수중 물체의 길이, 폭, 높이를 식별할 수 있다. 획득된 수중 물체의 형상 정보를 기뢰 데이터베이스에 대조하여, 기뢰 데이터베이스에 탐지된 수중 물체의 형상과 동일한 형상의 데이터가 존재하는 경우에는 탐지된 수중 물체를 기뢰로 판단한다. 그러나, 기뢰 데이터베이스에 탐지된 수중 물체의 형상과 동일한 형상의 데이터가 존재하지 않는 경우에는 탐지된 수중 물체의 유사 기뢰의 가능성을 판단한다.
유사 기뢰란, 탐지된 형상 정보가 기뢰 데이터베이스에 보유되어 있지는 않으나, 해당 지역 해저면의 지형 특성에 기인하여 몸체 중 일부가 해저면에 매몰됨으써 형상 정보가 기뢰 데이터베이스에 보유되어 있지 않는 경우를 말한다. 따라서, 탐지된 수중 물체의 유사 기뢰 가능성을 판단하기 위해서는 해당 지역 해저면의 지질 정보가 획득되어야 한다.
만약, 사이드스캔 소나에 의해 수중 물체가 탐지된 지역이 해당 지역의 해저면 지질 정보가 사전에 해저 지질 데이터베이스에 보유된 지역이라면, 해저 지질 데이터베이스에 보유된 해당 지역 해저면의 지질 정보를 이용하여 탐지된 수중 물체의 유사 기뢰 가능성을 판단한다. 이때, 해저 지질 데이터베이스에는 특정 지역 해저면의 구성 물질, 매몰율 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 기뢰 식별 성능 향상 방법에 의하면, 사이드스캔 소나에 의해 수중 물체가 탐지된 지역이 사전에 해저면 지질 정보가 보유된 지역이 아니라면, 사이드스캔 소나에 의해 획득되는 해당 지역 해저 지형의 영상을 이용하여 해당 지역 해저면의 지질 정보를 산출한다. 이하에서는, 사이드스캔 소나에 의해 획득되는 해당 지역 해저면의 영상을 이용하여 해당 해저면의 지질 정보를 산출하는 방법을 설명한다.
사이드스캔 소나에 의해 획득되는 해저면의 영상은 해당 해저면의 지형 정보를 포함하며 해저면을 이루는 물질의 종류 및 물질의 표면 거칠기에 따라 다른 밝기로 표시된다. 따라서, 해저면 영상 밝기 정보 및 해저면 영상 밝기 변동성 정보와 같은 해당 해저면의 특징 정보는 사이드스캔 소나에 의해 획득되는 해당 지역 해저면의 영상으로부터 추출될 수 있다.
해저면 영상 밝기 정보란 해저면 영상의 소정의 면적의 평균적인 밝기이다. 해저면을 이루는 물질은 모래, 진흙, 암석 등이 될 수 있는데, 사이드스캔 소나가 각각의 물질을 탐지할 때 획득되는 영상의 밝기는 물질의 종류에 따라 달라진다. 따라서, 사이드스캔 소나에 의해 획득되는 해저면 영상의 밝기 정보를 이용하여 해저면을 이루는 물질의 종류를 파악하여 해당 지역 해저면의 강도를 환산할 수 있다.
해저면 영상 밝기 변동성 정보란 해저면 영상의 인접하는 픽셀 간의 밝기 변동률에 대한 정보이다. 동일한 물질이라도 표면 거칠기가 다른 경우 사이드스캔 소나에 의해 획득되는 해저면 영상의 밝기 변동성이 달라진다. 따라서 해저면 영상 밝기 변동성 정보를 이용하여 해당 지역 해저면의 거칠기를 환산할 수 있다.
상기와 같은 해저면 영상 밝기 정보 및 해저면 영상 밝기 변동성 정보를 이용하여 수중 물체가 탐지된 지역의 해저면의 지질이 어떤 종류의 지질인지를 분류할 수 있다.
해당 지역의 해저면이 어떤 종류의 지질인지가 분류되면, 그 지질에 대응되는 해저면의 지질 정보를 산출한다. 산출되는 해당 지역 해저면의 지질 정보에는 해당 지역 해저면의 매몰율이 포함될 수 있다.
상기와 같은 과정을 거쳐 산출되는 해저면의 지질 정보는 탐지된 수중 물체의 유사 기뢰 여부를 판단 시에 이용된다. 예컨대, 해당 해저면이 암석으로 이루어지는 지질이라면 기뢰가 매몰될 가능성이 극히 낮기 때문에 탐지된 수중 물체는 유사 기뢰 가능성이 낮은 것으로 판단된다. 반면, 해당 해저면이 모래 또는 진흙으로 이루어지는 지질이라면 기뢰가 매몰될 가능성이 높기 때문에 탐지된 수중 물체는 유사 기뢰 가능성이 높은 것으로 판단된다.
운용자는 상기와 같은 방법에 의해 판단된 탐지된 수중 물체의 유사 기뢰 가능성을 고려하여 최종적으로 해당 수중 물체가 기뢰인지 여부를 판단한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (1)

  1. 사이드스캔 소나를 운용하여 수중 물체를 탐지하는 단계;
    상기 수중 물체가 탐지된 지역이 해저면 지질 정보 보유지역이 아닌 경우 사이드스캔 소나로부터 획득되는 상기 지역의 해저면 영상의 특징 정보를 추출하는 단계;
    상기 지역의 해저면 영상의 밝기 정보를 이용해 상기 지역 해저면의 강도를 환산하는 단계;
    상기 지역의 해저면 영상의 밝기 변동성 정보를 이용해 상기 지역 해저면의 거칠기를 환산하는 단계;
    상기 지역 해저면의 지질을 분류하는 단계;
    상기 지역 해저면의 지질 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 지질 정보를 고려하여 상기 수중 물체가 기뢰인지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 사이드스캔 소나 영상정보를 이용한 실시간 해저면 분류를 통한 기뢰 식별 성능 향상 방법.
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CN105629244A (zh) * 2016-01-26 2016-06-01 北京特希达交通设施顾问有限公司 一种用于探测水下结构损伤、基础及河床冲刷的声呐探测平台
KR20180053091A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 인천대학교 산학협력단 소나 영상을 이용한 수중 물체 식별 방법 및 그 장치

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